Annons

Illustration SunBOTs och solrosor

Konstnärlig illustration av hur det nya nanomaterialet härmar solrosor, som vänder sig mot solen för att maximera sitt ljusintag.

Bild: 
Yusen Zhao, Xiaoshi Qian, Ximin He

Snart kan nanosolceller vända sig mot ljuset

Istället för att ändra vinkel med motorer kan framtidens solceller täckas med ett nytt nanomaterial. Tekniken bygger på små spröt som sträcker sig mot ljuset av sig själva, precis som solrosor.

Publicerad:

2019-11-19

De flesta solpaneler bygger på teknik som är beroende av solstrålarnas vinkel. Så fort solen inte lyser rakt på går energi förlorad.

På vår runda, snurrande planet innebär det problem. Förutom att röra sig över himlen under dygnet lyser solen alltid vinklat på jordens norra och södra delar.

Solceller som sitter fast på hustak går därför miste om energi. I solcellsparker kan panelerna vinklas om med motorer, men i naturen har växterna en helt egen lösning; de kan känna av varifrån ljuset kommer och vända sig dit.

Nu har forskare tagit fram ett konstgjort material som för första gången kan göra samma sak.

Nanotrådar tittar in i ljuset

Tekniken kallas SunBOT. Ett spröt av hydrogel bara en millimeter i diameter kläs med nanopartiklar av guld som omvandlar ljus till värme. Där hydrogelen värmts upp kröks den tills sprötet ”tittar” rakt in i ljuset varifrån det än kommer.

Tanken är att göra solpaneler klädda av SunBOTs, likt en åker täckt av små solrosor. Materialet skulle följa solen av sig självt och vara särskilt användbart på paneler som inte går att vinkla om, exempelvis på hustak.

– Det är jätteintressant, och det stora här är att man inte behöver en motor och en sensor såsom i solcellsparker, utan allt bygger på att den här polymeren värms upp och krymper av solljuset, säger Kenneth Wärnmark, professor i kemi vid Lunds universitet som själv forskar om solceller.

Illustration SunBOTs och solrosor

Materialet skulle passa väldigt bra på till exempel hustak, där solpanelerna inte går att vinkla om.

Bild: 
Yusen Zhao, Ximin He, Yousif Alsaid

Medan de flesta kommersiella paneler i dag tar vara på omkring 20 procent av solenergin skulle paneler täckta av SunBOTs kunna vara omkring fyra gånger mer effektiva. Det skriver forskarna i artikeln som är publicerad i tidskriften Nature.

Tidigt stadium

Men ännu finns ingen färdig kommersiell produkt som bygger på tekniken.

– Polymeren, hydrogelen i detta fall, är en väldigt mjuk konstruktion, och frågan är om det ens kommer att hålla för små solceller på toppen. Möjligtvis har man en större chans om man bygger vidare med solceller på en molekylär skala. Man får se det här som en "proof of principle" att utveckla för att få riktiga applikationer, säger Kenneth Wärnmark.

Kommersiella solceller som inte tar hänsyn till vinkel finns redan idag, med en annan teknik som kallas ”dye-sensitized solar cells” (DSSCs). Där ligger ljusfångarna i lösningsmedel, och tar upp lika mycket ljus varifrån det än kommer.

– Men de har däremot ofta lägre verkningsgrad, kanske runt tio procent istället för 20, säger Kenneth Wärnmark som just nu forskar på hur den tekniken kan bli billigare och kunna användas i större skala i framtiden.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.